处理低钛料的方法和系统的制作方法_3

文档序号:9344552阅读:来源:国知局
本发明的另一个方面,本发明提出了一种处理低钛料的系统。根据本发明的实施例,该系统包括:造球装置,所述造球装置具有第一低钛料入口、第二低钛料入口、炭黑入口、粘结剂入口、石灰石入口和混合球团出口,且适于将第一低钛料、第二低钛料、炭黑、粘结剂和石灰石进行混合并造球,以便得到混合球团;干燥装置,干燥装置具有混合球团入口和干燥球团出口,混合球团入口与混合球团出口相连,且适于将混合球团进行干燥处理,以便得到干燥球团;焙烧装置,焙烧装置具有干燥球团入口和金属化球团出口,干燥球团入口和干燥球团出口相连,且适于将干燥球团进行焙烧处理,以便得到金属化球团;以及熔分装置,分装置具有金属化球团入口、熔分铁出口和钛渣出口,金属化球团入口与金属化球团出口相连,且适于将金属化球团进行熔分处理,以便得到熔分铁和钛渣。发明人发现,通过使用炭黑作为还原剂,由于炭黑具有表面积大、颗粒细、单位质量颗粒多等优点,因此赋予炭黑较高的活性,使其作为还原剂时可以显著降低焙烧过程的反应温度和时间,从而降低球团的膨胀和粉化状况,同时由于炭黑结构呈紧密的网状链,使其具有较高的交联度,从而将其与低钛料等混合可以显著提高混合球团中各组分的交联性,进而进一步球团的强度,另夕卜,与普通还原煤相比,炭黑灰分成分中不含二氧化硅和氧化铝成分,从而降低了二氧化硅和三氧化二铝对球团膨胀和粉化的影响,进而进一步降低球团的膨胀和粉化状况。
[0051]下面参考图2对本发明实施例的处理低钛料的系统进行详细描述。根据本发明的实施例,该系统包括:
[0052]造球装置100:根据本发明的实施例,造球装置100具有第一低钛料入口 101、第二低钛料入口 102、炭黑入口 203、粘结剂入口 104、石灰石入口 105和混合球团出口 106,且适于将第一低钛料、第二低钛料、炭黑、粘结剂和石灰石进行混合并造球,从而可以得到混合球团。发明人发现,通过使用炭黑作为还原剂,由于炭黑较高的活性,选择其作为还原剂时可以显著降低焙烧过程的反应温度和时间,从而降低球团的膨胀和粉化状况,同时由于炭黑具有较高的交联度,从而将其与低钛料等混合可以显著提高混合球团中各组分的交联性,进而进一步提高球团的强度,另外,与普通还原煤相比,炭黑灰分成分中不含二氧化硅和氧化铝成分,高温状态下降低了二氧化硅和三氧化二铝对球团膨胀和粉化的影响,降低球团的膨胀和粉化状况。
[0053]根据本发明的实施例,第一低钛料、第二低钛料、炭黑、粘结剂和石灰石的混合比例并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,第一低钛料、第二低钛料、炭黑、粘结剂和石灰石可以按照质量比为1:(1?1.5):(0.4?0.7): (0.05?0.07): (0.1?0.2)进行混合。该配比的确定依据如下:降低混合物料中Si02、Al203的含量,使混合料中Si02、Al203含量落在本发明权利要求范围之内;炭黑配入量,在满足权利要求中生球中铁氧化物的还原程度之外,还需要使生球团在直接还原后具有一定的强度;粘结剂的用量可保证生球的球团强度满足试验要求。
[0054]根据本发明的实施例,第一低钛料中可以含有20?30wt%的二氧化钛,第二低钛料中可以含有35?40wt%的二氧化钛。发明人发现,通过将第一低钛料与第二低钛料混合造球后进行焙烧处理,可以得到二氧化钛含量为53?62wt%的钛渣,从而有效解决了低钛料(可以含有20?30wt%的二氧化钛)无法直接利用的难题,进而提高了低钛料(可以含有20?30wt%的二氧化钛)的利用价值,同时丰富了生产海绵钛和钛白的原料来源。根据本发明的再一个实施例,第一低钛料和第二低钛料的粒度并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,第一低钛料和第二低钛料中粒度0.15?0.5mm的占65wt%以上。该粒度范围为两种低钛料的原始粒度分析,不需要进行磨细就可以直接利用。
[0055]根据本发明的实施例,炭黑的来源并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,炭黑可以来自于废旧轮胎热解。发明人发现,通过采用废旧轮胎热解得到的炭黑作为处理低钛料中的还原剂,不仅可以显著提高废旧轮胎的利用价值,而且还能解决废旧轮胎的环保利用问题。根据本发明另一个实施例,炭黑的具体类型并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,可以选择碳含量为82?85wt %,灰分含量低于1wt %,挥发分含量低于6wt %的炭黑作为还原剂。发明人发现,该类型的炭黑可以显著提高球团的金属化率(金属化率高于88% ),并且由于该炭黑灰分和挥发分含量均较低,较普通还原煤相比,该炭黑中具有较低的二氧化硅和氧化铝成分,从而降低了二氧化硅和三氧化二铝对球团膨胀和粉化的影响,进而进一步降低球团的膨胀和粉化状况。
[0056]干燥装置200:根据本发明的实施例,干燥装置200具有混合球团入口 201和干燥球团出口 202,混合球团入口 201与混合球团出口 106相连,且适于将混合球团进行干燥处理,从而可以得到干燥球团。由此,可以显著提高后续过程中球团的金属化率。根据本发明的一个实施例,干燥处理的条件并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,干燥处理可以在100?120°C下进行2?4小时。发明人发现,该干燥条件下不仅可以提高球团的干燥效率,而且可以显著提高球团的强度,从而进一步降低球团的膨胀和粉化状况。根据本发明的另一个实施例,干燥装置可以为隧道窑、回转窑或转底炉。
[0057]焙烧装置300:根据本发明的实施例,焙烧装置300具有干燥球团入口 301和金属化球团出口 302,干燥球团入口 301和干燥球团出口 202相连,且适于将干燥球团进行焙烧处理,从而可以得到金属化球团。由此,可以将球团中铁的氧化物转化为金属铁,从而显著提高后续熔分过程中熔分铁和钛渣的分离效率,进而提高钛渣中二氧化钛的回收率。
[0058]根据本发明的实施例,焙烧处理的条件并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,焙烧处理可以在1250?1280摄氏度下进行20?40分钟。发明人发现,该条件下可以显著提高球团的金属化率,从而提高后续熔分过程中熔分铁和钛渣的分离效率,进而提高钛渣中二氧化钛的回收率,同时该条件下完全没有熔化或粉化爆裂现象出现。具体的,所得金属化球团的金属化率高于88%,并且金属化球团中的氧化亚铁含量为5?9*1:%,氧化|丐含量为3.0?8.0wt %,氧化镁含量为1.3?3.0wt %,二氧化硅含量为3.0?6.0wt %,三氧化二铝的含量为2.8?4.8wt %。
[0059]熔分装置400:根据本发明的实施例,熔分装置400具有金属化球团入口 401、熔分铁出口 402和钛渣出口 403,金属化球团入口 401与金属化球团出口 302相连,且适于将金属化球团进行熔分处理,从而可以得到熔分铁和钛渣。由此,可以实现钛料中钛渣与铁的有效分离,从而显著提高钛渣的品位。
[0060]根据本发明的实施例,熔分处理的条件并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,熔分处理可以在1560?1580摄氏度下进行45?70分钟。发明人发现,该条件下可以显著提高后续熔分过程中熔分铁和钛渣的分离效率,进而提高钛渣中二氧化钛的回收率。具体的,所得钛渣中二氧化钛品位高达53?62%,二氧化钛的回收率高于98%,全铁含量不高于5%,熔分铁中全铁含量不低于92%,全铁回收率高于92%,二氧化钛含量不高于0.5%。
[0061]由此,根据本发明实施例的处理低钛料的系统可以有效解决低钛料球团直接还原过程中容易发生膨胀、粉化破碎等问题,并且所得钛渣中二氧化钛品位高达53?62%,二氧化钛的回收率高于98 %,全铁含量不高于5 %,使其可以为作为生产金属钛或钛白粉的原料使用,从而可以解决低钛料无法有效利用的技术难题。
[0062]下面参考具体实施例,对本发明进行描述,需要说明的是,这些实施例仅仅是描述性的,而不以任何方式限制本发明。
[0063]实施例1
[0064]将第一低钛料(TFe含量< 30%,Ti02 含量 20%?30%,Si02%> 10% )与第二低钛料(TFe含量< 40%,35%< Ti02含量< 40% )炭黑、有机粘结剂(沥青)、石灰石(含50%的CaO)按照质量比为1:1:0.4:0.05:0.1进行混合并造球,得到混合球团,其中,第一低钛料和第二低钛料中粒度0.15?0.5
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